Открытый урок по учебной дисциплине ОУД.08. Физика на тему " Линзы".

Урок по физике на тему

   " Линзы. Построение изображения в линзе. Формула тонкой линзы".

Цели урока:

Образовательная: формирование у учащихся представления о линзах; изучение действие собирающей и рассеивающей линз; обучение умению строить изображения даваемые линзой.

Развивающая: способствовать развитию логического мышления, умений видеть , слышать, собирать и осмысливать информацию, самостоятельно делать выводы.

Воспитательная: воспитывать внимательность, усидчивость и аккуратность в работе; учиться пользоваться приобретенными знаниями для решения практических и познавательных задач.

Методическая: продемонстрировать методы наглядного и словесного обучения с  практической частью, на уроках физики.

Тип урока: комбинированный с элементами медиа - урока, включающий освоение новых знаний, умений, навыков, закрепление и систематизацию ранее полученных знаний.

Оборудование: компьютер, проектор, интерактивная доска, лупа, учебник «Физика. 11 класс».

План урока:

1.     Орг. момент– 5  мин.

2.     Проверка домашнего задания, воспроизведение знаний учащихся (повторение)– 7 мин.

3.     Формулировка темы и цели урока. Мотивация. – 5 мин.

4.     Изучение нового материала – 45 мин.

5.     Первичная проверка усвоения нового материала – 25 мин.

6.     Информация о домашнем задании – 2 мин.

7.     Подведение итогов урока. – 3  мин.

8.     Рефлексия. -3 мин.

Ход урока.

1.     Организационный момент. (5 мин)

Здравствуйте, ребята! Садитесь. Кто сегодня дежурный? Давайте отметим отсутствующих.

    До сих пор мы рассматривали преломление света на плоской границе двух сред. Давайте вспомним формулировку закона отражения и преломления.

2.  Проверка домашнего задания, воспроизведение знаний учащихся (повторение)– 7 мин.

1. Сформулируйте закон отражения света, и проецируйте на доске чертеж закона отражения      

АВ – луч падающий; ВС – луч отраженный; ДВ – перпендикуляр, восставленный в точку падения луча к границе раздела 2 - х сред.

α – угол падения; β – угол отражения

 2. Сформулируйте закон преломления света и проецируйте на доске чертеж закона преломления

АВ – луч падающий; ВС – луч отраженный; BF – луч преломленный; ДВ – перпендикуляр, восставленный в точку падения луча к границе раздела 2 - х сред

α – угол падения; β – угол отражения; γ – угол преломления

Загадки:

Придет в дом – не выгонишь колом,

Пора придет – сам уйдет.

(Солнечный луч)

Попутчица за мною ходит вслед,

Мне от нее ни зла, ни пользы нет.

(Тень)

И языка нет, а правду скажет.

(Зеркало)

Когда небо ниже земли бывает?

(Когда отражается в воде)           Перед нами - вверх ногами,

Пред тобой – вверх головой.

(Отражение в воде)

    3.  Формулировка темы и цели урока. Мотивация. (5 мин)

Учитель озвучивает тему урока, формулирует цели и план урока.

Сегодня на уроке мы познакомимся с оптическим прибором, принцип действия которого основан на явлении преломления света – это линза.

Запишем тему урока : " Линзы. Построение изображения в линзе. Формула тонкой линзы".

-  « Подумайте над тем, чему каждый хотел бы научиться или проявить себя сегодня на уроке?»

 4.  Изучение нового материала. (45 мин)

Прозрачное тело, ограниченное сферическими поверхностями, называют линзой.

Линзы по внешней форме выделяют 6 видов.

Линза может быть ограничена двумя выпуклыми сферическими поверхностями - двояковыпуклая линза — рис. 1, а),

выпуклой сферической поверхностью и плоскостью - плосковыпуклая линза — рис. 1, б),

 выпуклой и вогнутой сферическими поверхностями - вогнуто-выпуклая линза — рис. 1, в). Эти линзы посредине толще, чем у краев, и все они называются выпуклыми.

Рис 1

 Линзы, которые посредине тоньше, чем у краев, называются вогнутыми. На рисунке 8.25 изображены три вида вогнутых линз: двояковогнутая — а, плосковогнутая — б и выпукло-вогнутая — в.
 Рис 2

             По оптическим свойствам линзы делятся на:

 собирающие (выпуклые)   и     рассеивающие    ( вогнутые).

             Собирающая линза              

            Рассеивающая линза      

Сферические поверхности линзы могут иметь различную кривизну (степень выпуклости/вогнутости).

   Рис 3.  С1 и С2 – центры ограничивающих линзу сферических поверхностей, они называются центрами кривизны.R1 и R2 – радиусы сферических поверхностей линзы или радиусы кривизны.

Линзы, толщина которых пренебрежимо мала по сравнению с радиусами сферических поверхностей (кривизны), называют тонкими.

Характеристики линз.

 Рис 4

NN - главная оптическая ось - прямая линия, проходящая через центры сферических поверхностей, ограничивающих линзу;

O — оптический центр — точка, лучи проходящие сквозь неё не преломляются. Главная оптическая ось тонкой линзы проходит через ОЦЛ ;

N'N' - побочная ось линзы- любая прямая, проходящая через оптический центр;

F - главный фокус линзы - точка, лежащая на расстоянии, равном фокусному;

OF - фокусное расстояние;

Фокальная плоскость - плоскость, проходящая через главный фокус перпендикулярно главной оптической оси.

Характеристики изображения.

Основное свойство линз – способность давать изображения предметов.

- « Как вы думаете, где можно использовать линзу?

- « В очках»

- « А какие линзы устанавливают в оправу очков, учитывая дефект зрения?»

Для начала выясним, какие изображения можно получить с помощью линз.

Изображения бывают: действительными или мнимыми,  прямыми или перевернутыми, увеличенными или уменьшенными.

1) Изображение может быть мнимое или действительное. Если изображение образовано самими лучами (т.е. в данную точку поступает световая энергия), то оно действительное, если же не самими лучами, а их продолжениями, то говорят, что изображение мнимое (световая энергия не поступает в данную точку).

2) Если верх и низ изображения ориентированы аналогично самому предмету, то изображение называется прямым. Если же изображение перевернуто, то его называют обратным (перевернутым).

3) Изображение характеризуется приобретаемыми размерами: увеличенное, уменьшенное, равное.

Построение изображения.

Положение изображения и его характер можно определить с помощью геометрических построений. Для этого используют свойства некоторых стандартных лучей, ход которых известен. Это лучи, проходящие через оптический центр или один из фокусов линзы, а также лучи, параллельные главной оптической оси. Примеры таких построений представлены на рис. 3.3.3 и 3.3.4.

 Рис 5  Построение изображения в собирающей линзе

Рис 6 Построение изображения в рассеивающей линзе

Ход лучей в линзе.

Луч, идущий через оптический центр линзы (О), не испытывает преломления.

Луч, параллельный главной оптической оси, после преломления проходит через главный фокус (F).

Луч, проходящий через главный фокус (F), после преломления идет параллельно главной оптической оси.

От положения предмета по отношению к линзе зависит его изображение:

  F < d  <  2F  -то, изображение – действительное, увеличенное, обратное

 2F < d  - изображение – действительное, уменьшенное, обратное

 d < F – изображение мнимое, прямой, увеличенное

d – расстояние от предмета до линзы

F – фокусное расстояние

Для фотоаппарата d >  2F.

Применение линз.

Линзы применяются в микроскопах, фотоаппаратах, и других приборах.

В очках для коррекции зрения:

при близорукости ( миопии ) следует применять очки с рассеивающими (вогнутыми) линзами, т.к. они улучшают остроту зрения, и поэтому близорукий человек, вооруженный очками, может рассматривать удаленные предметы, как и человек с нормальным зрением. Такие линзы имеют отрицательную оптическую силу. При дальнозоркости (гиперметропии) применяют очки с собирающими (выпуклыми ) линзами. Оптическая сила таких линз положительна. 

Формула линзы.

Рис 7

                          

При использовании формулы линзы следует верно использовать правило знаков: +F - линза собирающая; -F - линза рассеивающая.

Величина, обратная фокусному расстоянию линзы, называется оптической силой.

Линейное увеличение - Г - отношение линейного размера изображения к линейному размеру предмета.

Г=.     Г – увеличение линзы                               [Г] – безразмерная величина.

                        Н – линейные размеры изображения.   [ H ] – 1 м

                        h – линейные размеры предмета.          [ h ]  – 1 м

                        f -  расстояние от изображения предмета до линзы   [ f ]  - 1 м

                        d -  расстояние от предмета до линзы       [ d ] – 1 м  

Современные оптические устройства используют системы линз для улучшения качества изображений. Оптическая сила системы линз, сложенных вместе, равна сумме их оптических сил.

5.  Первичная проверка усвоения нового материала. (25 мин)

Начало формы

Вопрос 1. С помощью, какой линзы было получено изображение на рисунке?
Рис 8

A.	собирающей
B.	рассеивающей

Вопрос 2.   Какая линза изображена на рисунке?        Рис 9

A.	плосковогнутая
B.	выпукло-вогнутая
C.	двояковогнутая
D.	двояковыпуклая

Вопрос 3.  Как называется эта величина D?

A.	Линейное увеличение линзы
B.	Оптическая сила линзы
C.	Фокус линзы
D.	Высота предмета

Вопрос 4. Определите оптическую силу системы линз, изображенных на рисунке.

A.	0
B.	8 дптр
C.	2 дптр
D.	4 дптр

A.	C
B.	B
C.	D
D.	A

 Вопрос 5. Выберите луч, не являющийся основным при построении изображений.
 Рис 10

Задачи.

1.     Определите фокусное расстояние F1 и F2 очковых линз, если оптическая сила одной линзы D1= 2 дптр, D2= 2,5 дптр.

2.     Расстояние от линзы до предмета 30 см, фокусное расстояние 10 см. На каком расстоянии надо разместить предмет, чтобы получить отчётливое изображение через линзу на экране? Определите линейное увеличение линзы.

3.     Предмет находится на расстоянии d = 1,8 м от собирающей линзы. Определите фокусное расстояние линзы, если изображение меньше предмета  в 5 раз.

6.  Запишем  домашнее задание: Учебник «Физика»  А.В. Фирсов  §170–173. Для желающих подготовить сообщение по теме «Применение линз в жизни человека». (2 мин)

7.  А теперь давайте подведем итог нашей сегодняшней работы. (3 мин)

Линзы — прозрачные тела, ограниченные сферическими поверхностями, имеют широкое применение.  Изображение, полученное в собирающей линзе,  зависит от положения предмета относительно линзы. Чем дальше предмет, тем больше полученное изображение. Рассеивающие линзы дают только мнимое, прямое, уменьшенное  изображение. Основная формула линзы связывает ее фокусное расстояние F (расстояние от линзы до фокуса), расстояние d от предмета до линзы и расстояние f от линзы до изображения:

Величина F,  в этой формуле может быть как положительной, так и отрицательной: положительное значение соответствует действительному фокусу, изображению и предмету, а отрицательное — мнимому изображению.

Почему в жаркий летний день растения не советуют поливать водой сверху?

Ответ : Капельки воды образуют линзы - солнечные лучи концентрируются (в месте линзы) и прижигают растение.

8. Рефлексия. (3 мин)

Выставление оценок  за работу на уроке.

Спасибо за урок!